КЛЕТЪЧНО НИВО НА ОРГАНИЗАЦИЯ: ВИДОВЕ КЛЕТКИ И КОМПОНЕНТИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Да се ​​говори за клетъчно ниво на организация означава да говорим за структурната и вътрешната организация на основната единица на живите организми: клетката. Клетката е способна да осъществява всички характерни процеси на живо същество, на които никоя от изолираните й части не е способна.

След атомите, молекулите и органичните съединения клетките представляват едно от основните нива на организация в многоклетъчните организми и основното ниво на организация в макро- и едноклетъчните микроорганизми.

Структура на животинска клетка (Източник: Mel23, чрез Wikimedia Commons)

Многоклетъчните организми като животни и растения са организирани по такъв начин, че клетките им да се групират, за да образуват тъкани, тези тъкани, когато са свързани, пораждат органи от различен тип и тези органи, от своя страна, съставляват това, което знаем като системи или апарати, които съставляват цялото тяло.

През 1839 г. зоологът Теодор Шван и ботаникът Матиас Шлейден описват животински и растителни клетки паралелно. Тези учени първи предложиха клетъчната теория: че всички живи същества са съставени от клетки.

Според еволюционните теории всички живи организми произхождат от общ прародител, притежавал очертания на универсалната машина на целия земен живот и различни последователни събития в еволюционната история са били това, което е довело до разнообразяване на видовете, каквито ги познаваме.

Типове клетки и техните компоненти

Клетките са малки "контейнери", затворени от мембрана, вътре в която е воден разтвор, известен като цитозол или цитоплазма. Те са изключително разнообразни не само по размер, но и по начин на живот, възпроизвеждане, хранене, покритие, функции и др.

Въпреки че основните им свойства са много сходни, в природата има два типа клетки: прокариоти и еукариоти. Примери за прокариотни организми са бактерии и археи, докато еукариотните клетки съставляват основната единица на животни, растения и гъби.

Прокариотни клетки

Въпреки че са с променливи размери, прокариотните клетки обикновено са по-малки от еукариотите, а прокариотите обикновено са организми, съставени от една клетка, тоест те са едноклетъчни.

Прокариотичните клетки имат плазмена мембрана, съставена от двоен слой липиди и протеини, която действа като полупропусклива бариера за различни молекули и която е единствената мембранозна система, която имат, тъй като нямат вътрешни органели.

Средна прокариотна клетка (Източник: Мариана Руиз Виляреал, LadyofHats чрез Wikimedia Commons)

Някои имат газова вакуола, която им позволява да плават във водна среда. Те имат рибозоми, които функционират в синтеза на протеини и включването на органи за съхранение на въглерод и други вещества.

В регион, известен като "нуклеоид", е генетичният материал под формата на дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК).

Всички прокариоти имат в допълнение към мембраната, която загражда цитоплазмата, клетъчна стена, която им придава форма и им дава устойчивост срещу осмотична лиза. Клетъчната стена обикновено е изградена от молекула, наречена пептидогликан, която позволява да се разграничи една група бактерии от друга.

Около тази стена може да има "капсула" или чаша, която помага да се прилепват към повърхности. Те могат да имат някои "придатъци", като косми, фимбрии и жгутици, съответно за фиксиране, конюгиране и движение.

Еукариотни клетки

С малка разлика между тях, животните и растенията са изградени от еукариотни клетки. Отличителната черта на тези клетки е наличието на ядро, което загражда генетичния материал и други мембранозни органели, вградени в цитоплазмата.

Структура на растителна клетка (Източник: Mortadelo2005, чрез Wikimedia Commons

Тези клетки, по-големи и по-сложни от прокариотите, могат да съществуват като едноклетъчни или многоклетъчни организми (с още по-сложна организация).

Растителните клетки неизменно имат клетъчна стена, обграждаща плазмената мембрана, за разлика от животинските клетки.

Всяка еукариотна клетка е съставена от общи специализирани структури:

-Core

-Mitochondria

-Хлоропласти (превръщане на светлинната енергия в химическа енергия в растителните клетки)

-Вътрешна мембранна система: гладък и грапав ендоплазмен ретикулум и комплекс на Голджи

-Cytoplasm

-Cytoskeleton

-Lysosomes

-Ендозоми (в животински и гъбични клетки)

-Peroxisomes

-Глиоксизоми (в растителни клетки)

-Вакуоли (съхранявайте вода и минерали в растителни клетки)

Органели, често срещани сред растенията и животните

сърцевина

Това е мястото, където генетичната (наследствена) информация на клетката се съхранява под формата на ДНК, навита върху хромозоми. Това е органела, заобиколена от мембрана, известна като ядрената обвивка.

Чрез структури, известни като "ядрени пори", които присъстват в ядрената обвивка, ядрото обменя различни класове молекули с цитоплазмата.

Вътре са многобройни протеини, отговорни за "четенето" и "транскрипцията" на информацията, кодирана в гените, съдържащи се в ДНК.

Митохондриите

Те са една от най-видните органели след ядрото. Те приличат на прокариотна клетка, тъй като имат двойна мембранна система, собствен геном и морфология, подобна на тази на бактерията, от която възниква теорията за ендосимбионта.

Те са органели, специализирани в генерирането на химическа енергия под формата на АТФ чрез окислително фосфорилиране. Този процес е известен още като клетъчно дишане, тъй като митохондриите консумират кислород и отделят въглероден диоксид.

Ендоплазмен ретикулум (гладък и грапав)

Той е продължение на външната ядрена мембрана и се състои от система от мембранозни „торбички“ и епруветки, които са разпределени в голяма част от цитоплазмата. Той е основният сайт за синтеза на нови мембрани.

Грубият ендоплазмен ретикулум има прикрепени рибозоми, които участват в превода и синтеза на протеини.

Комплекс или апарат Голджи

Това е мембранна органела, съставена от купчини и сплескани чували. Той се намира близо до ядрото и е отговорен за модификацията, опаковането и транспортирането на протеини и липиди от ендоплазмения ретикулум.

Той е част от секреторния транспорт и комуникационен път, благодарение на способността си да изпраща малки везикули с различни макромолекули в различни отделения.

Цитозол или цитоплазма

Това е водният гел, в който са потопени клетъчните органели, заобиколени от плазмената мембрана. Той е богат на различни класове големи и малки молекули и в него протичат безброй химични реакции, които правят възможно продължаването на клетъчния живот.

Цитоскелет

Цитоскелетът е вътрешната структурна рамка, съставена от нишковидни протеини с различна дебелина, които са отговорни за вътрешната организация на клетката, както и за нейните външни характеристики, особено по отношение на гъвкавостта и деформируемостта. Той е особено важен в процесите на клетъчно делене.

Лизозоми и пероксизоми

Те са органели, заобиколени от една-единствена мембрана, които са разпръснати по целия цитозол. Първите са богати на храносмилателни ензими и са отговорни за разграждането и "рециклирането" на различни вещества с вътрешен или външен произход.

Пероксизомите са отговорни за "детоксикацията" на клетките чрез поредица от окислителни реакции, катализирани от оксидази и каталази в тях. Те са отговорни за разграждането на липидите и други токсични вещества.

Препратки

1. Nabors, M. (2004). Въведение в ботаниката (1-во издание). Pearson Education.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, & Larson, A. (1994). Интегрирани принципи на зоологията (9-то изд.). Компаниите McGraw-Hill.
3. Brachet, J. (1970). Живата клетка. В „Живата клетка“ (2-ро изд., Стр. 418). WH Freeman и компания.
4. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Биология (5-то издание). Филаделфия, Пенсилвания: Издателство на колежа Saunders.
5. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M.,… Walter, P. (2004). Съществена клетъчна биология. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
6. Прескот, Л., Харли, Дж. И Клайн, Д. (2002). Микробиология (5-то издание). Компаниите McGraw-Hill.